Drs. Zachary Schultzhaus (izquierda), Zheng Wang (centro) y Jillian Romsdahl (derecha) del equipo de biología de hongos del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. Observan una placa de agar de hongos en Washington, DC, 13 de noviembre de 2019 Aspergillus Mushroom niger, junto con sus tres mutantes cepas, se espera que gire la luna en una cápsula espacial Orion de la NASA en 2021 para que los científicos puedan profundizar su comprensión de las defensas de radiación naturales y personalizadas de los hongos. Fuente: Foto de la Marina de los EE. UU. Por Sarah Peterson
Los microbiólogos del Laboratorio de Investigación de la Marina de los EE. UU. Están preparando muestras de hongos experimentales que se enviarán a un viaje lunar, inicialmente programado para finales de 2021 o principios de 2022.
El experimento está destinado a comprender mejor la defensa natural de los hongos contra la radiación, un fenómeno que podría resultar útil en la exploración espacial futura y el soporte vital en el espacio.
“Completamos con éxito una prueba de verificación científica el año pasado para asegurarnos de que el experimento está funcionando en nuestro laboratorio, que es el primer paso en este proyecto”, dijo Zheng Wang, microbiólogo de NRL e investigador principal del proyecto. “Además, a partir de octubre de 2020, realizamos una prueba de verificación experimental en el Centro Espacial Kennedy que imita el entorno de vuelo durante aproximadamente dos meses”.
Los hongos tienen mecanismos naturales para proteger y reparar el daño del ADN causado por la radiación. Gracias a estos mecanismos, los hongos pueden soportar varios cientos de veces más radiación que los humanos. Este experimento examinará la melanina en los hongos (que puede ayudar a protegerlos del daño), así como las vías de reparación del ADN (que reparan el daño cuando ocurre). El hongo utilizado en este experimento será Aspergillus niger, un moho negro comúnmente utilizado en laboratorios e industria, y uno de los hongos dominantes que se encuentran en la Estación Espacial Internacional (ISS).
“Estamos buscando hongos que son extremadamente resistentes a la radiación y estamos tratando de averiguar por qué”, dijo Jillian Romsdahl, microbióloga e investigadora del NRC en el proyecto. “Pero también estamos viendo la cuestión más importante de cómo los sistemas biológicos se adaptan al espacio, lo que tiene implicaciones para las personas que intentan viajar a Marte o más allá”.
Los científicos están preparando cuatro muestras diferentes de Aspergillus niger: una cepa de tipo salvaje y tres cepas mutantes que han sido modificadas genéticamente en el laboratorio. Una cepa mutante es deficiente en la producción de melanina, por lo que se puede comparar con la cepa de tipo salvaje que produce melanina.
Las otras dos cepas mutantes serán deficientes en las vías de reparación del ADN. El grupo de Wang quiere saber cuán importantes son estas vías de ADN para proteger a las células fúngicas del daño por radiación. También quieren saber si la radiación está estimulando nuevas vías de ADN que aún no se han descubierto.
En el experimento real, las muestras de hongos se almacenarán en la cápsula Orion de la NASA y se lanzarán al espacio, donde viajarán alrededor de la Luna durante tres semanas. Una vez finalizado, la NASA devolverá las muestras al NRL para su análisis.
Los científicos planean comparar muestras para buscar cambios en el ADN y otras biomoléculas. Las células fúngicas se analizarán cuidadosamente para detectar cambios morfológicos, fisiológicos y químicos.
A largo plazo, los científicos esperan utilizar este conocimiento para explorar nuevas formas de prevenir daños por radiación en humanos y equipos en el espacio.
El equipo de NRL también examina estas preguntas de investigación desde otros lados. El grupo de investigación de Wang fue seleccionado recientemente por la NASA para estudiar cómo las células fúngicas melanizadas se adaptan a condiciones similares a las de Marte utilizando la plataforma de globos antárticos de la NASA. El equipo también está trabajando con el Programa de Pruebas Espaciales del Departamento de Defensa y el Laboratorio Nacional de la ISS para enviar muestras de hongos a la Estación Espacial Internacional para estudiar cómo la microgravedad y la radiación alteran la producción de biomateriales y biomoléculas beneficiosos.
“Los hongos son muy adaptables”, dijo Wang. Si podemos domesticar sus defensas naturales, podríamos usar sistemas biológicos para desarrollar mecanismos de protección para equipos o astronautas. Como laboratorio del Departamento de Defensa, NRL se encuentra en una excelente posición para esto. Tenemos instalaciones y posibilidades “.
Zachary Schultzhaus, ex becario distinguido Jerome e Isabella Karle y otro investigador del proyecto, dijo que cree que también es posible cultivar hongos en el espacio para producir varias moléculas para usos terapéuticos, como medicamentos o vitaminas. En lugar de llevar toda la comida y los medicamentos necesarios para una misión, los astronautas podrían producirlos a pedido. Espera profundizar en esta idea después de completar su proyecto de investigación actual.
El trabajo de NRL para estudiar el papel de la melanina y la reparación del ADN en la adaptación y supervivencia de los hongos en el espacio está financiado por la NASA y se espera que continúe hasta 2022.
Proporcionado por el Laboratorio de Investigación Naval